Βάσεις Γεωγραφικών Δεδομένων

Πανεπιστήμιο Αιγαίου

Τμήμα Γεωγραφίας

Έτος: 2015-2016

Διδάσκων: Μιχαήλ Βαΐτης

Περιγραφή Μαθήματος

Το μάθημα αφορά στην εισαγωγή των φοιτητών στην επιστήμη και τεχνολογία των Βάσεων Δεδομένων, με ειδικό προσανατολισμό στις Βάσεις Γεωγραφικών Δεδομένων. Οι φοιτητές αποκτούν τόσο το θεωρητικό υπόβαθρο που διέπει τις βάσεις δεδομένων, όσο και πρακτικές δεξιότητες για το σχεδιασμό, υλοποίηση και χρήση βάσεων δεδομένων και βάσεων γεωγραφικών δεδομένων. Το μάθημα αποτελείται από θεωρητικό και εργαστηριακό μέρος. Το θεωρητικό μέρος καλύπτει κυρίως βασικές έννοιες, το μοντέλο οντοτήτων-συσχετίσεων, το σχεσιακό μοντέλο δεδομένων, τη σχεσιακή άλγεβρα, τη γλώσσα SQL και τις χωρικές συναρτήσεις στην SQL. Το εργαστηριακό μέρος αφορά κυρίως στη χρήση των λογισμικών Microsoft Access, ERSI ArcCatalog και PostegreSQL/PostGIS για το σχεδιασμό, υλοποίηση και χρήση βάσεων δεδομένων.

Video-Διαλέξεις

Διάλεξη 01: Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων και στις βάσεις γεωγραφικών δεδομένων

Να διακρίνετε τη διαφορά μεταξύ δεδομένων και πληροφορίας. Να γνωρίζετε τα διάφορα είδη δεδομένων. Να διακρίνετε την αποθήκευση δεδομένων σε αρχεία από την αποθήκευση σε βάση δεδομένων. Να γνωρίζετε τις βασικές έννοιες των βάσεων δεδομένων και των συστημάτων διαχείρισης βάσεων δεδομένων. Να γνωρίζετε ονομαστικά μερικά δημοφιλή συστήματα διαχείρισης βάσεων δεδομένων. Να γνωρίζετε τη σχέση βάσεων γεωγραφικών δεδομένων και συστημάτων γεωγραφικών πληροφοριών. Να γνωρίζετε τον κύκλο ζωής μιας βάσης δεδομένων.

Διάλεξη 02: Ανάλυση απαιτήσεων - Εννοιολογικός σχεδιασμός βάσεων γεωγραφικών δεδομένων με το μοντέλο Οντοτήτων-Συσχετίσεων

Να γνωρίζετε την αναγκαιότητα της ανάλυσης απαιτήσεων μιας εφαρμογής βάσεων δεδομένων. Να γνωρίζετε τις διαδικασίες με τις οποίες επιτυγχάνεται η ανάλυση απαιτήσεων. Να γνωρίζετε τη σκοπιμότητα του εννοιολογικού σχεδιασμού μιας εφαρμογής βάσεων δεδομένων. Να γνωρίζετε τα δομικά στοιχεία του μοντέλου οντοτήτων-συσχετίσεων και τη χρήση τους. Να διακρίνετε το είδος των συσχετίσεων σε μια εφαρμογή βάσεων δεδομένων βάσει της ανάλυσης απαιτήσεων. Να σχεδιάζετε το διάγραμμα οντοτήτων-συσχετίσεων για μια εφαρμογή βάσεων δεδομένων βάσει της ανάλυσης απαιτήσεων.

Διάλεξη 03: Λογικός σχεδιασμός βάσεων γεωγραφικών δεδομένων με το σχεσιακό μοντέλο δεδομένων

Να γνωρίζετε τις βασικές αρχές της θεωρίας συνόλων και των σχέσεων μεταξύ στοιχείων συνόλων. Να γνωρίζετε τις βασικές αρχές του σχεσιακού μοντέλου δεδομένων. Να γνωρίζετε τους κανόνες ακεραιότητας δεδομένων στο σχεσιακό μοντέλο δεδομένων. Να μπορείτε να κάνετε το λογικό σχεδιασμό μιας βάσης γεωγραφικών δεδομένων μετατρέποντας το διάγραμμα Οντοτήτων-Συσχετίσεων σε σχεσιακό σχήμα. Να δημιουργείτε μια βάση δεδομένων σε ένα σύστημα διαχείρισης βάσεων δεδομένων και να εισάγετε δεδομένα σε αυτή. Να δημιουργείτε μια βάση γεωγραφικών δεδομένων σε ένα σύστημα διαχείρισης βάσεων δεδομένων και να εισάγετε δεδομένα σε αυτή.

Διάλεξη 04: Ευρετήρια – Χωρικά ευρετήρια

Να γνωρίζετε τον τρόπο αποθήκευσης εγγραφών δεδομένων σε αρχεία. Να διακρίνετε τη διαφορά μεταξύ ταξινομημένων και μη-ταξινομημένων αρχείων εγγραφών δεδομένων. Να κατανοείτε τη χρησιμότητα των ευρετηρίων στην αναζήτηση δεδομένων. Να γνωρίζετε τις κατηγορίες και τα είδη των ευρετηρίων. Να γνωρίζετε τις βασικές αρχές της δεντρικής οργάνωσης δεδομένων. Να κατανοείτε την οργάνωση ευρετηρίων για αλφαριθμητικά δεδομένα με δέντρα (Β-tree, Β+tree). Να κατανοείτε τις ιδιαιτερότητες της ευρετηρίασης χωρικών δεδομένων Να κατανοείτε την οργάνωση ευρετηρίων για χωρικά δεδομένων με δέντρα (R-tree).

Διάλεξη 05: Διαχείριση δεδομένων με τη σχεσιακή άλγεβρα και τη γλώσσα SQL

Να γνωρίζετε τη σημασία των πράξεων ενημέρωσης δεδομένων (insert, delete, update). Να γνωρίζετε τη σημασία των πράξεων της σχεσιακής άλγεβρας (πράξεις θεωρίας συνόλων, πράξεις select, project και join). Να μπορείτε να εκτελείτε ερωτήματα στη γλώσσα SQL για την αναζήτηση δεδομένων σε ένα πίνακα. Να μπορείτε να εκτελείτε ερωτήματα στη γλώσσα SQL για την αναζήτηση δεδομένων συνδυάζοντας πολλούς πίνακες. Να μπορείτε να εκτελείτε ερωτήματα ομαδοποίησης στη γλώσσα SQL. Να μπορείτε να χρησιμοποιείται αποτελεσματικά τη γλώσσα SQL στο ΣΔΒΔ PostgreSQL.

Διάλεξη 06: Χωρικά ερωτήματα στη γλώσσα SQL

Να γνωρίζετε την έννοια της χωρικής συνένωσης (spatial join). Να γνωρίζετε τις χωρικές συναρτήσεις κατά OGC. Να μπορείτε να εκτελείτε ερωτήματα στη γλώσσα SQL που να περιέχουν χωρικές συναρτήσεις. Να μπορείτε να χρησιμοποιείτε το ΣΔΒΔ PostgreSQL/PostGIS σε συνδυασμό με το λογισμικό QGIS για τη διαχείριση και απεικόνιση γεωγραφικών δεδομένων.